一种自适应恒功率充电机的制作方法

本实用新型属于充电机的技术领域，具体涉及一种自适应恒功率充电机。

背景技术：

随着电力电子技术的快速发展，其应用领域不断扩大，在我们的生活中也越来越重要，在未来新能源的应用方面起到巨大的作用。同时，也对各种控制技术提出了更新更高的要求。

锂电池自发明以来，具有能量密度高、工作电压高、自放电率低、循环寿命长、无污染等独特优势，无可厚非的成为电动车动力电池的首选。一方面，为保证电动车续航能力，锂电池电容量被尽量做大；另一方面，如何对大容量的锂电池，尤其是整个电池组进行快速稳定安全的充电，成为亟待解决的问题。目前，市场上的充电机多采用恒压充电、恒流充电或者两者兼备充电的方式。在给定充电机最大输出功率时，充电机的最大功率出现时间短，由于绝大多数时间中充电机没有用到最大输出功率，所以充电时间都比较长，不适合大容量电池的快速充电。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种自适应恒功率充电机，最大限度发挥充电机的充电能力，使得充电机始终工作在其最大输出功率状态下，达到快速充电的效果，节省充电时间。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种自适应恒功率充电机，包括滤波电路、升压电路、功率转换电路、控制电路以及辅助电源电路；所述滤波电路包括输入滤波电路和输出滤波电路；所述输入滤波电路依次顺序与升压电路、功率转换电路、输出滤波电路电连接，所述控制电路分别与升压电路、功率转换电路、输出滤波电路连接；所述辅助电源电路为升压电路、功率转换电路、控制电路提供电源。

进一步地,所述输入滤波电路采用EMC滤波电路或者EMI滤波电路，用于滤除电网的多次谐波；所述输出滤波电路采用LC滤波电路或者π型滤波电路。

进一步地,所述升压电路采用PFC升压电路，用于将经过滤波后的220V交流电升高至410V直流高压电，提高产品的功率因数。

进一步地,所述功率转换电路采用LLC功率转换电路，用于将升压电路输出的直流高压电转换成外电池的充电电压和电流。

进一步地,所述控制电路采用基于DSP的数字PID控制处理单元，用于对升压电路和功率转换电路的输出电压、电流进行数字采样处理和控制。

进一步地,所述基于DSP的数字PID控制处理单元能够时刻检测外电池内阻的变化，根据外电池内阻的变化，调整充电机的输出，达到恒功率充电的目的。

由于采用了以上技术方案，本实用新型的积极有益效果是：

1.本实用新型采用基于DSP的数字PID控制处理单元可以自动计算外电池的内阻，根据外电池内阻的变化，调整充电机的输出电压、电流，能够使充电机恒定在最大功率充电，最大限度发挥充电机的充电能力，达到快速充电的效果，节省充电时间，延长电池的寿命。

2.本实用新型的自适应恒功率充电机能够自动感应外界电池随充电时间电池特性的变化，对充电机的输出进行调整，大大提高了充电机的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种自适应恒功率充电机的电路原理图；

图2为本实用新型自适应恒功率充电机充电时恒功率曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作出进一步详细描述。

实施例一：参见图1和图2所示，一种自适应恒功率充电机，包括滤波电路、升压电路、功率转换电路、控制电路以及辅助电源电路；所述滤波电路包括输入滤波电路和输出滤波电路；所述输入滤波电路依次顺序与升压电路、功率转换电路、输出滤波电路电连接，所述控制电路分别与升压电路、功率转换电路、输出滤波电路连接；所述辅助电源电路为升压电路、功率转换电路、控制电路提供电源。

进一步地，所述输入滤波电路采用EMC滤波电路或者EMI滤波电路；所述输出滤波电路采用LC滤波电路或者π型滤波电路；所述升压电路采用PFC升压电路；所述功率转换电路采用LLC功率转换电路；所述控制电路采用基于DSP的数字PID控制处理单元。

本实用新型自适应恒功率充电机的工作原理如下：

220V交流电先通过EMC滤波电路或者EMI滤波电路，滤除电网的多次谐波，以及屏蔽电源本身对电网的污染。然后经过滤波后的220V交流电再经过PFC升压电路将电压升高至410V直流高压电，以提高充电机的功率因数，本充电机的功率因数可达0.998，410V直流高压电再经过LLC功率转换电路，将410V直流高压电转换成外电池的充电电压，比如48VDC、60VDC、72VDC、96VDC，充电电压经滤波后输出,这样就完成了电压和电流的转换。本实用新型采用基于DSP的数字PID控制处理单元对升压电路、输出滤波电路输出的电压和电流进行采集，然后经过PID计算后输出MOS管的控制信号，从而对PFC升压电路与LLC功率转换电路的输出电压和电流进行管控，进而实现充电机的自适应恒功率充电。

本实用新型自适应恒功率充电机实现恒功率充电的原理如下：

先让充电机输出外电池的电压U1和1A的小电流I1，然后根据R1＝U1/I1计算出外电池的内阻R1，然后逐渐地增大电流，并计算外电池的变化内阻R2＝U2/I2。当充电机输出功率接近最大恒功率时，可计算出在最大恒功率时外电池的近似内阻R3＝U3/I3,根据临近点(毫秒级的时间内)电池内阻不变的特性，由公式P＝I²*R，可计算出此时外电池需要的电流同时，由公式计算出充电机所需要控制的电压这样，充电机经过基于DSP的数字PID控制处理单元的调整，外电池内阻在充电过程中缓慢的变化，充电机也根据外电池内阻的变化，不断地调整充电机的输出，从而完成恒功率的充电，直至充电结束。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。